Nieuwe kwantumsensor detecteert individuele lichtdeeltjes

Onderzoek & Wetenschap 7/03/2019 17:43:40

De sensoren, ontwikkeld door onderzoekers van de Technische Universiteit in Eindhoven en de Universiteit van Waterloo in Canada, zijn zijn gebaseerd op halfgeleidende nanodraadjes.

Lees hieronder verder   
Verwant

“Proof of Concept Grant” voor bouw speciale 3D-PIV microscoop

Beter inzicht in bijzondere eigenschappen van water

Onderzoek: Zwaartekracht beschrijven, zonder zwaartekracht

Autoruiten en zonnepanelen gaan zichzelf reinigen

KU Leuven-onderzoekers stap dichter bij nieuwe generatie zonnepanelen

Synthetische huid laat robots zweten

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Waterstof Dagen

RNSYC - Oostende

van 26/08/2019 tot 30/08/2019

Robots-Cobots: vriend op het werk, vriend in huis

UAntwerpen Campus Groenenborger

donderdag 5 september 2019

Bouwstenen geïntegreerd aanwezigheidsbeleid

BluePoint Antwerpen (Agoria Academy)

maandag 9 september 2019

Rittal vakseminarie industriële systeemkasten

Laakdal

donderdag 12 september 2019

EMO Hannover

Messegelände - Hannover (D)

van 16/09/2019 tot 21/09/2019

Eerstelijns onderhoud op industriële tandwielkasten

MGH Servicecenter Machelen

dinsdag 17 september 2019

Keuze van de redactie

(19/8) VUB en ULB starten proefproject met zelfrijdende shuttlebus

(19/8) Primeur: Nederlandse waterstofwagen verslaat benzine racewagens

(12/8) Indaver scoort Schots afvalenergiecontract van 400 miljoen euro

(6/8) Masterproeffilmpje bezorgt ingenieur job bij Amazon

(15/7) Onderzoekers verhogen energiecapaciteit uit zonnepanelen

(3/7) Onthulling eerste hyperloopsysteem in Europa (+video)

>> Meer blikvangers

ENGINEERINGNET.BE - Met deze sensoren kunnen afzonderlijke lichtdeeltjes met een hoge snelheid, tijdsresolutie en efficiëntie worden gedetecteerd, over een ongekend breed spectrum, van ultraviolet tot nabij-infrarood.

Hoofdonderzoeker Michael Reimer, Universiteit van Waterloo: “Een sensor moet heel efficiënt licht kunnen detecteren. Bij toepassingen als een kwantumradar, bewakingscamera’s en nachtelijke operaties, bereiken maar heel weinig lichtdeeltjes (fotonen) het apparaat. In dat soort gevallen wil je elk foton dat binnenkomt, ook zien”.

De onderzoekers hebben een raamwerk van taps toelopende nanodraadjes gemaakt dat fotonen omzet in een elektrische stroom die kan worden versterkt en gedetecteerd. De sensor is zo snel en efficiënt dat hij een enkel foton kan absorberen en detecteren. Bovendien is hij na enkele nanoseconden weer klaar om het volgende foton te absorberen.

De onderzoekers ontdekten dat de optische kwaliteit toenam als de nanodraadjes werden ge-etst, in plaats van ze van de grond af aan te laten groeien. De zogeheten donkerstroom kon op die manier drastisch worden verlaagd, met als resultaat een uitzonderlijk goede signaal-ruisverhouding. Reimer en zijn team hebben de quantumsensor vervolgens verder ontwikkeld.

Erik Bakkers, TU/e: “We hebben met nanodraadjes heel efficiënte zonnecellen ontwikkeld om zonlicht om te zetten in stroom. Michael Reimer is actief op het gebied van kwantumoptica, en heeft een paar van die cellen meegenomen naar Canada en laten zien dat ze ook heel geschikt zijn om afzonderlijke fotonen te detecteren. Dat hadden we eerlijk gezegd niet verwacht.”

De quantumsensor met zijn robuuste enkele-foton-detectie heeft tal van mogelijke toepassingen. Denk aan remote sensing, het maken van hogesnelheidsopnamen vanuit de ruimte en lange-afstandsbeelden met een hoge 3D-resolutie, en de detectie van singletzuurstof bij het monitoren van kankermedicijnen.

Het raamwerk van halfgeleidende nanodraadjes bereikt zijn grote snelheid, tijdsresolutie en efficiëntie door de kwaliteit van het materiaal en optimalisatie van de vorm en de opstelling van de nanodraadjes.

De sensor detecteert een breed lichtspectrum met hoge efficiëntie en tijdsresolutie, en dat alles bij kamertemperatuur. De onderzoekers benadrukken dat de spectrumabsorptie nog verder kan worden verbeterd met andere materialen.

Reimer: “Wij hebben nanodraadjes van indiumfosfide gebruikt. Gebruik je in plaats daarvan bijvoorbeeld indiumgalliumarsenide, dan rek je de bandbreedte op naar telecommunicatie-golflengtes, met net zulke goede prestaties.”

Zodra het prototype is uitgerust met de geschikte elektronica en draagbare koeling, kan de sensor buiten het laboratorium worden getest. << (Guy Leysen) (bron: TU/e) (foto: University of Waterloo)


Leestip
Tapered InP nanowire arrays for efficient broadband high-speed single photon detection.
Sandra­ J. Gibson, Brad­ van­ Kasteren, Burak ­Tekcan, Yingchao ­Cui, Dick­ van­ Dam, Jos­ E.­ M.­ Haverkort, Erik­ P. ­A. M­. Bakkers and Michael ­E.­ Reimer. Nature Nanotechnology.

Abonneer op onze nieuwsbrief

Reageer of publiceer aanvullende informatie
Mis ook dit niet...

VUB en ULB starten proefproject met zelfrijdende shuttlebus

Onderzoekers van de VUB en de ULB starten vrijdag op Brussels Health Campus met dit innoverende proefproject om relatie tussen mens en machine te bestuderen.

Pilz introduceert veilig radarsysteem voor zonebewaking - techniek

Het LBK-systeem van Pilz voor de beveiliging van gevarenzones is gebaseerd op radartechnologie. Het LBK-systeem is ongevoelig voor externe invloeden, zoals stof, regen, licht, vonken, ... .

Jan De Nul haalt opnieuw Deens contract binnen

Jan De Nul Group heeft een contract getekend met Vattenfall Vindkraft Kriegers Flak voor het vervoer en de installatie van windturbines voor het Deense Kriegers Flak Offshore windmolenpark.

Primeur: Nederlandse waterstofwagen verslaat benzine racewagens

Het Nederlandse studententeam Forze kwam tijdens de Supercar Challenge op het TT Circuit in Assen als tweede over de finish en versloegen verschillende conventionele benzine racewagens.

Onderzoek: Zwaartekracht beschrijven, zonder zwaartekracht

Recent vond een grote verschuiving plaats in de manier waarop natuurkundigen denken over de quantumzwaartekracht: de gecombineerde theorie van quantummechanica en zwaartekracht.

Autoruiten en zonnepanelen gaan zichzelf reinigen

De Wageningse universiteit (NL) werkt aan dunne coatings van vloeibare kristallen, die met elektra van vorm en functie veranderen, zodat vuil en zanddeeltjes van zonnepanelen afglijden.

Onderzoekers zetten nieuwe stap in strijd tegen taaislijmziekte

Via gencorrectie kunnen KU Leuven en de Universiteit van Trento twee mutaties die mucoviscidose veroorzaken permanent herstellen. Dat gebeurde met 3D-celculturen afkomstig van mucopatiënten.

Satelliet met nieuwe generatie zonnepanelen gelanceerd

De net gelanceerde, hypermoderne Europese lasercommunicatiesatelliet EDRS-C krijgt energie van een nieuwe generatie zonnepanelen: de ARA Mark 4, ontwikkeld door Airbus Defence and Space.

Kontron lanceert COM Express Compact Type 6 met nieuwste Intel processoren

Kontron heeft nieuwe COM Express Compact Type 6 modules, die de 8ste generatie Intel-processoren bevatten, toegevoegd aan zijn gamma. De processoren verbruiken slechts 15 Watt. De nieuwe modules laten tot 24 GB DDR4-geheugen toe en zijn optioneel voor het eerst beschikbaar in Compact-formaat met snelle NVMe SSD. >>

Partners